九章结构化报告：项目概览 / 现状系统诊断 / 能源需求与负荷 / 数字能源系统方案 / 集中·分布双轨比选 / 全年逐时模拟 / 投资与回收 / 减碳与双奥示范价值 / 实施路径与运维保障。末尾挂知识库在线检索面板，模型依据逐条可溯源。
| 项目名称 | 国家游泳中心（水立方）· 冷热源数字能源系统 |
| 项目区位 | 北京市朝阳区奥林匹克公园中心区 · 业主：北京市国有资产经营有限责任公司 |
| 使用功能 / 时间线 | 双奥场馆（游泳/跳水比赛大厅 + 赛后嬉水乐园 + 冰壶场馆）/ 2003-12 开工 → 2008-01 竣工（夏奥）→ 2018-12~2020-11 冬奥“水冰转换” → 2022-02 冰壶赛事 |
| 建筑规模 | 赛时建筑面积 79,532 ㎡；177 m × 177 m × 31 m；地上 4 层 + 地下 2 层（B2 设制冷机房与热力站） |
| 能源系统服务面积 | 79,532 ㎡ |
| 供暖现状 | 北京市政热网 → B2 热力站板换 → 60/50 ℃ 二次热水（空调采暖 + 池岸地板辐射 25~27 ℃）；现状采暖费 45 元/㎡·季 × 79,532 ㎡ = 357.9 万元/年 · 采暖期 121 天 |
| 供冷现状 | B2 开利离心机 3×800RT + 1×400RT 热回收型（2,800 RT ≈ 9,847 kW，R134a，2008 年投运，冷机群控）+ 南广场半地下冷却塔 6 × 700 t/h · 保留运行 |
| 服务模式与目标 | 替代市政热网购热：集中式 DEU-A90 × 24 台 + 150 m³ 蓄热水箱 + power AI 群控（分布式 27 台比选），40~50 ℃ 出水承担采暖季空调采暖 + 池水预热 + 池岸地板辐射；现有离心冷机保留供冷；市政热网极寒/尖峰兜底。逐时仿真缺口率 0%、系统 SCOP 3.01、供暖季减碳 903.8 t——双奥场馆绿色运营示范 |
| 系统 | 项目 | 现状口径 |
|---|---|---|
| 冷源 | 制冷机房（B2） | 开利离心式冷水机组 3×800RT + 1×400RT（热回收型），合计 2,800 RT ≈ 9,847 kW，R134a；冷冻水一次泵变流量；冷机群控（负载 95% 持续 15 min 加机） |
| 冷源 | 冷却系统 | 冷却塔 3 组 6 台 × 700 t/h 逆流式，半地下设于南广场圆形坑槽（直径约 14 m，塔顶高出地面约 2 m） |
| 热源 | 市政热网 | 市政热网 → B2 热力站板换 → 60/50 ℃ 二次热水，供空调采暖与池岸地板辐射采暖（池岸 25~27 ℃）；制冷机房设冬夏季阀门切换 |
| 冷源 | 冷凝热回收 | 400RT 热回收离心机供冷工况制 40 ℃ 热水（回收 >50% 冷凝热），用于休闲池池水加热与生活热水预热；新闻口径年节电约 60 万 kWh——本方案保留其供冷与热回收运行 |
| 热源 | 冬奥制冰 | 3 套可移动风冷撬装冷冻站（两用一备，R449A + 约 −18 ℃ 乙二醇，单套约 361 kW）+ 3 台低温风冷螺杆机；冰面 −8.5 ℃，一馆三温（看台 16~18 ℃）——冬奥遗产系统保留运行，与本方案相互独立 |
| 场馆 | 服务面积(㎡) | 热指标(W/㎡) | 冷指标(W/㎡) | 总热负荷(kW) | 现状冷机(kW) |
|---|---|---|---|---|---|
| 国家游泳中心（水立方） | 79,532 | 25 | 124 | 1,988 | 9,847 |
| 需求台数 | 34 台（25 W/㎡ 逐时负荷 ÷ 设计工况单台能力） | 实际装机 | 24 台 = 34 × 0.72 耦合折减（极寒/尖峰由市政热网兜底） |
| 装机校核 | 24 × 58.63 kW（−7℃/40℃）= 1,407 kW 基载 + 市政兜底 → 逐时仿真缺口率 0% ✓ | ||
| 技术路线 | 空气源热泵纵队 + 150 m³ 蓄热水箱调峰 + 市政热网兜底耦合 + power AI 群智能控制 |
| 集成架构 | 按 DES 规则组站的定制能源站（X 级）：24×A90 散装 + DHM + 150 m³ 水箱，工厂预装、现场水电接驳 |
| 核心部件 | power AI 热泵主机（DEU-A90，旧型号 AIR 90C PLUS）；控制 施耐德/ABB/西门子；循环泵 Wilo |
| 供暖运行 | 11-15 ~ 次年 03-15（121 天）· 场馆全天候 · 出水 40~50 ℃ 气候补偿 · 谷电蓄热 / 峰段释能 / 平段直供 / 极寒兜底 |
| 供冷运行 | 供冷季 06-01 ~ 09-15（107 天）· 现有开利离心机保留运行（AI 群控节电 10%，9.4 万/季）· 热泵不接管供冷 |
| AI 引擎 | power AI 引擎：气候补偿 + 分时蓄热调度 + 市政兜底耦合 + 机群逐时寻优；AI 节能率默认 10%（0~20% 可调），电耗 ×(1−节能率)、供热量不变；策略留痕，偏差超 20% 自动回退 |
| 类别 | 金额(万元) | 占比 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 集中式 · 设备+安装（聚合） | 676.0 | 87.9% | 85 元/㎡ × 79,532 ㎡ = 676.0 万元（主机/DHM/管路/电气，聚合口径无单价拆分） |
| 集中式 · 蓄热水箱 + 电力增容 | 93.0 | 12.1% | 水箱 150 m³ × 0.32 万 = 48.0 万 + 电力增容 45.0 万 |
| 分布式（比选口径） | 1,058.4 | — | 125 元/㎡ 档聚合 = 994.2 万 + 小水箱 60 m³ 19.2 万 + 增容 45.0 万 = 1,058.4 万（133.0 元/㎡；对外 120~130 元/㎡ 档） |
| 集中式综合总投资 | 769.0 | 100% | 769.0 万元 = 96.7 元/㎡（≤100 元/㎡ 控制线达标）；供冷保留现有离心机零改造；静态回收 3.26 年（分布式 4.49 年） |
| 项目 | 数值 | 单位 |
|---|---|---|
| 服务面积 | 79,532 | ㎡ |
| 测算期 | 20 | 年 |
| 现状采暖费 | 357.9 | 万元/年 |
| 市政热价 | 45 元/㎡·季 | 元/㎡·季 |
| 方案年运行成本 | 122.3 | 万元/年 |
| 运行成本强度 | 15.4 | 元/㎡·季 |
| 年净改善 | 235.6 | 万元/年 |
| 20 年累计净改善 | 4,712.5 | 万元 |
| 成本构成 | 热泵电费 80.6 + 市政兜底 26.7 + 运维 15.0（万元/年，引擎口径） | |
| 供冷 AI 节电（单列） | 9.4 | 万元/年 |
| 静态回收期 | 3.26 | 年（20 年期内） |
| 设备寿命（热泵主机） | 25~30 年 | — |
| 口径 | 指标 | 季减排量 |
|---|---|---|
| 替代市政热力（供暖季） | 替代热量 | 376.6 万 kWh热 |
| 替代市政热力（供暖季） | 二氧化碳 CO₂ | 903.8 t |
| 替代市政热力（供暖季） | 二氧化硫 SO₂ | —（未单独折算） |
| 替代市政热力（供暖季） | 氮氧化物 NOₓ | —（未单独折算） |
| 供冷 AI 节电（供冷季） | 节电量 | ≈9.4 万 kWh |
| 供冷 AI 节电（供冷季） | 折算 CO₂ | —（未单独折算） |
| 折算说明 | 替代市政热力 0.24 kgCO₂/kWh热 [估算口径] × 引擎热泵季供热量；双奥场馆绿色示范价值另含 400RT 热回收现状年节电约 60 万 kWh（保留运行） | |
| 实施路径（三阶段） | |
| 第一阶段 · 勘测与设计（1–2 月） | 北广场绿地管线勘测、电力增容报装、施工图设计（机组纵队落位、管沟路由、配电与群控点位） |
| 第二阶段 · 工厂预制与现场安装（2–3 月） | 24×A90 + DHM 工厂预装、现场水电接驳；管线与馆区供回水碰口；不扰动场馆正常开放（工厂预制、现场快装） |
| 第三阶段 · 联调与运营移交（1 月） | 群控联调、蓄热调度策略整定、市政兜底耦合演练、数字孪生平台接入；转入 7×24 运营托管 |
| 数据来源与口径声明 | |
| 设备数据 | 知识库为唯一标准：DEU-A90 变工况 6×5 网格（40℃ 列为 35/41 插值固化 v1.2）、命名双标 DEU-A90（AIR 90C PLUS）、噪音 ≤55 dB(A)（外窗 1 m ≤50）、三段式化霜 <1% |
| 装机折减口径 | 需求台数 34 台 ×0.72 耦合折减 → 24 台，装机经逐时仿真缺口率校核（耦合兜底 0%）；能耗按 1.06 修正 [KB] |
| 气象 | Open-Meteo ERA5 北京奥林匹克公园（39.99°N,116.40°E）真实历史逐时：供暖季 2025-11-15~2026-03-15（2,904 h）、供冷季 2026-06-01~09-15（2,568 h） |
| 现有冷机与基线 | 开利 19XR 铭牌（2,800 RT ≈ 9,847 kW，2008 投运）× 机龄衰减 0.92 入供冷引擎基线（系统 EER 5.5 含泵）；无公开电表实测对照——基线为装机 + 气象估算口径（诚实呈现） |
| 电价口径 | 北京一般工商业 2026 假设口径：谷 0.38 / 平 0.70 / 峰 1.05 元/kWh（谷段 23:00–7:00，峰段 8–11 / 17–21）；蓄热调度后热泵侧均价 0.6448 元/kWh（引擎输出，谷电占比 41.6%） |
| 设备布置 | 北广场室外绿地 3 列 × 8 台纵队、净距约 2 m（竖向并列死规则），最终落位以施工图纸为准 |
| 场馆资料 | 177×177×31 m 气泡方体、ETFE 气枕约 3,097 个（覆盖约 10 万㎡）、B2 制冷机房/热力站、南广场冷却塔坑槽（φ14 m）等公开资料已读取并用于孪生建模 |
| 价格纪律 | 设备单价仅限内部口径，本系统全部页面不展示任何价格信息 |
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